虛擬現(xiàn)實（VR）由來已久，錢學森院士稱其為“靈境技術”，指采用以計算機技術為核心的現(xiàn)代信息技術生成逼真的視、聽、觸覺一體化的一定范圍的虛擬環(huán)境，用戶可以借助必要的裝備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的物體進行交互作用、相互影響，從而獲得身臨其境的感受和體驗。作為新一代人機交互平臺，多數(shù)虛擬現(xiàn)實應用示范目前停留在“看上去很美”的狀況，即內(nèi)容雷同程度較高，用戶體驗以單機版為主，較高的終端成本與有限的優(yōu)質內(nèi)容影響了用戶的買單意愿，人們不禁要問普及虛擬現(xiàn)實，路在何方？

一、5G將成為推動虛擬現(xiàn)實規(guī)模應用的第一塊多米諾骨牌

5G有助于提升虛擬現(xiàn)實用戶沉浸體驗層次，降低優(yōu)質內(nèi)容的獲取難度和終端成本，進而實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)級、網(wǎng)聯(lián)式、規(guī)模性、差異化的應用普及之路。具言之，5G對虛擬現(xiàn)實的支撐推動作用主要體現(xiàn)為如下方面。

（一）5G支持更具沉浸感的虛擬現(xiàn)實用戶體驗

目前，業(yè)界對虛擬現(xiàn)實的界定從終端設備向串聯(lián)端、管、云的沉浸體驗演變，5G推動了虛擬現(xiàn)實內(nèi)容上云與渲染上云。其中，渲染上云是指將計算復雜度高的圖像渲染放在云端處理，大幅降低用戶側CPU+GPU的計算負載，使VR終端容易以輕量化方式和較低成本被用戶接納。內(nèi)容上云是指VR內(nèi)容以視頻流的方式通過網(wǎng)絡推向用戶，借助5G技術，可把連接終端的線纜減除，實現(xiàn)終端無繩化、移動化。

參考中國信通院、華為、京東方與虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)推進會（VRPC）等聯(lián)合編寫的《虛擬（增強）現(xiàn)實白皮書（2018年）》中的分級界定，虛擬現(xiàn)實發(fā)展可劃分為初級沉浸、部分沉浸、深度沉浸、完全沉浸階段，更高的發(fā)展階段對傳輸帶寬與時延要求更高，既要畫質好，又要交互快，沉浸體驗層次也更高。

在畫面質量方面，根據(jù)虛擬現(xiàn)實的分辨率、視場角、色深、刷新率等主要指標估算，部分沉浸階段帶寬需求達百兆，而4G用戶速率難以滿足，5G用戶速率是4G十倍以上，能夠支持百兆甚至吉比特傳輸。

在交互響應方面，虛擬現(xiàn)實與傳統(tǒng)超高清視頻的主要區(qū)別在于用戶轉頭時，VR終端所呈現(xiàn)的畫面隨之變化，用戶頭動到顯示出相應畫面的時間應控制在20ms以內(nèi)，以避免因此產(chǎn)生的眩暈感。如果僅依靠終端的本地處理，將導致終端復雜、價格昂貴。相比之下，若將視覺計算放在云端，能夠顯著降低終端復雜度，但則需要考慮額外引入的網(wǎng)絡傳輸時延。目前4G空口時延在幾十ms，難以滿足要求，5G空口時延為1ms，能夠滿足虛擬現(xiàn)實業(yè)務交互響應的時延要求。

（二）5G降低虛擬現(xiàn)實終端的使用門檻

用戶體驗與終端成本的平衡是現(xiàn)階段影響VR產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵問題。當前以HTC VIVE等為代表的高品質PC VR設備，基于本地處理，其配置套裝價格高達數(shù)千乃至萬元，制約了VR的普及。5G云VR通過將VR應用所需的內(nèi)容處理與計算能力置于云端，可有效大幅降低終端購置成本與配置使用的繁復程度，保障VR業(yè)務的流暢性、沉浸感、無繩化，有望加速推動VR規(guī)?；瘧?。

（三）5G優(yōu)化虛擬現(xiàn)實內(nèi)容生產(chǎn)環(huán)境

內(nèi)容匱乏是虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期的主要問題，如何盡快縮短這一“有車沒油”的發(fā)展階段成為當前要務。在終端本地處理情況下，VR內(nèi)容需要不斷適配各類不同規(guī)格的硬件設備，而在5G云VR的架構下，VR內(nèi)容處理與計算能力駐留在云端，更易于便捷適配各類差異化的VR硬件設備。同時，針對高昂的虛擬現(xiàn)實內(nèi)容制作成本，5G云VR有助于實施更嚴格的內(nèi)容版權保護措施，遏制內(nèi)容盜版，保護VR產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

二、我國5G云VR領域進展顯著

（一）5G云VR成為我國虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)政策熱點

虛擬現(xiàn)實被列入我國“十三五”信息化規(guī)劃、互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能等多項國家重大文件中，工信部、發(fā)改委、科技部、文化部、教育部出臺相關政策，5G云VR成為發(fā)展熱點。2018年12月工信部出臺《關于加快推進虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》，指出要發(fā)展端云協(xié)同的虛擬現(xiàn)實網(wǎng)絡分發(fā)和應用服務聚合平臺（Cloud VR），推動建立高效、安全的虛擬現(xiàn)實內(nèi)容與應用支付平臺及分發(fā)渠道。此外，在青島、福州、成都、南昌等地方政府新一輪虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)政策中，紛紛聚焦打造5G云VR的各類應用示范并積極推動產(chǎn)業(yè)化布局。

（二）我國以云化虛擬現(xiàn)實為抓手，積極探索5G時代發(fā)展新機遇

隨著5G時代到來，我國電信運營商積極開發(fā)提升用戶體驗的新型業(yè)務應用，5G虛擬現(xiàn)實是主要切入點。

中國移動2017年開展了基于邊緣計算和蜂窩網(wǎng)絡的云VR系統(tǒng)研發(fā)，中國移動福建公司在2018年開啟全球首個電信運營商云VR業(yè)務“和·云VR”的試商用，大眾可體驗巨幕影院、VR現(xiàn)場、VR趣播、VR教育、VR游戲等特色應用。

中國聯(lián)通將虛擬現(xiàn)實作為5G+視頻戰(zhàn)略核心之一，在2019年推出了VR制播產(chǎn)品服務，為全國兩會、江西春晚等一系列重要活動賽事提供VR直播，并正式發(fā)布了中國聯(lián)通Cloud VR融合平臺，在山東成立了中國聯(lián)通5G VR基地。

中國電信立足電信1.5億寬帶用戶基礎，力爭在未來5年將云VR打造成智慧家庭下一個千萬級業(yè)務，在2019年上半年以廣東為試點區(qū)域推動云VR業(yè)務落地應用，并將在下半年于全國主要城市、省會等一二線城市全面加載VR業(yè)務。

（三）5G虛擬現(xiàn)實應用加速向生產(chǎn)與生活領域滲透，涌現(xiàn)出一批新應用與新業(yè)態(tài)

在文娛賽事方面，5G+VR技術擴展了觀眾的觀演空間，實現(xiàn)了與舞臺零距離、360度全景、舞美細節(jié)盡收眼底的沉浸體驗，此外，新的技術也豐富了日后藝術創(chuàng)作維度。

2019年江西衛(wèi)視推出了全國首個5G+VR春晚，觀眾可通過掃描電視屏幕上的二維碼，使用VR眼鏡或手機觀看360度8K春晚，直播當晚吸引了全國31個省市自治區(qū)的用戶進行觀看，訪問次數(shù)達到百萬，當年收視率躍升為全國各地春晚前十。

借助5G VR直播，著名舞蹈藝術家楊麗萍編導創(chuàng)作的現(xiàn)代舞劇《春之祭》讓杭州、寧波、溫州、嘉興等第二現(xiàn)場的觀眾也可大飽眼福，達到在第一現(xiàn)場的體驗。

2019年中超進行了首場5G全景VR直播，通過國內(nèi)首輛VR轉播車，對多機位超廣角拍攝內(nèi)容進行現(xiàn)場合成與在線直播包裝，呈現(xiàn)出覆蓋整個視野的全景畫面，球迷可根據(jù)喜好自由切換觀賽視角。

2019年重慶國際馬拉松首次實現(xiàn)廣域賽事級5G VR直播，在20多公里賽道實現(xiàn)5G連片網(wǎng)絡覆蓋，多路VR視頻實時回傳，并在開窗中加入平面直播、VR直播解說、賽事播報等信息，更加完整的呈現(xiàn)賽事概況。

在教育培訓方面，廣東、上海、貴州、浙江、安徽等多地紛紛落地云 VR教室。上海徐匯中學開通5G+VR科創(chuàng)教育實驗室，與云南元陽一中實現(xiàn)異地雙向同步教學，兩地師生可同時學習并進行交互；貴州建設了我國首個支持300個VR頭顯同時運行的智慧教室，搭建“一端授課多端學習”的5G VR慕課系統(tǒng)。

在醫(yī)療健康方面，北京清華長庚醫(yī)院成功開展了首次5G遠程協(xié)同手術，與深圳市人民醫(yī)院實時連線，基于5G虛擬現(xiàn)實方式進行術前方案研討、術中病灶確認及手術路徑標注，通過線上無縫互動實現(xiàn)對遠在深圳的肝膽外科醫(yī)生的指導。瑞金醫(yī)院進行了基于5G VR腹腔鏡手術直播，讓無法親臨現(xiàn)場的醫(yī)學生通過VR頭顯清晰地看到主刀醫(yī)生的所有操作，有助于加速基層外科醫(yī)生培養(yǎng)。

在工業(yè)制造領域，中國商飛在ARJ21支線飛機裝配輔助過程中應用了虛擬現(xiàn)實技術，一線操作員可通過佩戴的虛擬現(xiàn)實眼鏡實時獲得在飛機線纜連接器裝配流程中的作業(yè)指導。海爾在“智能＋5G互聯(lián)工廠”中投入使用5G AR遠程協(xié)作系統(tǒng)，家電產(chǎn)線工人在AR眼鏡中實時獲得遠程專家操作指導，提升了10%生產(chǎn)管理效率，降低了30%事故風險。一汽集團在紅旗轎車產(chǎn)品研發(fā)中使用5G AR方式進行設計審核，工程師通過AR眼鏡實現(xiàn)模型與實物的快速比對與協(xié)同設計，進一步提升了質檢效率和準確性。

三、當前主要問題挑戰(zhàn)

（一）有待跨越由“展廳觀摩”向“產(chǎn)業(yè)落地”演進過程中的發(fā)展裂谷

虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)鏈條長，涉及技術領域多，部分5G虛擬現(xiàn)實業(yè)者存在以技術方案作為產(chǎn)業(yè)趨勢的問題，片面追求單一性能參數(shù)，缺少對跨產(chǎn)業(yè)鏈條、面向特定場景的虛擬現(xiàn)實應用性技術斷點的識別、拉通，而在當前技術體系初步成形的情況下，虛擬現(xiàn)實單點突破所帶來研發(fā)效能相對有限，面臨可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn)。

（二）有待打造串聯(lián)端、管、云協(xié)同集約的產(chǎn)業(yè)生態(tài)

國外基于谷歌、蘋果、微軟、Facebook等ICT巨頭平臺，眾多中小企業(yè)圍繞特定重點領域進行軟硬適配的內(nèi)容生產(chǎn)，研發(fā)并利用各類平臺化開發(fā)工具，加速制作流程，提高內(nèi)容質量，降低開發(fā)門檻。我國產(chǎn)業(yè)生態(tài)處于各自為戰(zhàn)、小而散的發(fā)展態(tài)勢，存在彼此封閉、煙囪式的發(fā)展框架，協(xié)同化的產(chǎn)業(yè)雁陣尚待成型，集約化的平臺能力尚待提高，差異化、特色化的發(fā)展定位尚須明確。

四、未來前景和發(fā)展建議

（一）預計未來五年，5G云VR將變得更輕便、更沉浸、更智能

VR終端將擺脫線纜束縛，同時在重量、外形上會愈發(fā)接近人們?nèi)粘Ｉ钏宕鞯难坨R，未來有望做到100g以下。借助5G高帶寬、低時延的通信特性，內(nèi)容與特定終端解耦加速生態(tài)成形，規(guī)?；瘧迷圏c開始落地。一些依賴硬件性能的視覺計算任務將由用戶側轉移至處理能力更強的云端完成，進而推動視頻畫質與互動性的持續(xù)進階，給人們帶來身臨其境的沉浸體驗。此外，虛擬現(xiàn)實將成為智能化的人機交互界面，通過加載圖像識別、語音識別與追蹤定位等人工智能技術，為人們生產(chǎn)生活中帶來巨大助力。為實現(xiàn)上述目標愿景，可重點開展如下工作。

（二）聚焦融合創(chuàng)新，提高創(chuàng)新資源利用效率

鼓勵產(chǎn)學研用聯(lián)合成立技術創(chuàng)新載體，圍繞近眼顯示、網(wǎng)絡傳輸、感知交互、內(nèi)容制作、渲染處理等關鍵細分領域做優(yōu)做強“5G虛擬現(xiàn)實+”內(nèi)生能力，疊加賦能“5G虛擬現(xiàn)實+ABC”外延能力，強化5G虛擬現(xiàn)實與人工智能、大視頻、云計算等新一代信息技術的深度融合，堅持市場業(yè)務導向與技術斷點彌合的研發(fā)思路，提高創(chuàng)新資源利用效率與產(chǎn)出水平，由傳統(tǒng)強調(diào)虛擬現(xiàn)實技術層面的創(chuàng)新性和價值點，轉變?yōu)楦涌粗丶夹g產(chǎn)業(yè)化的落地價值，推動各類創(chuàng)新要素在產(chǎn)學研用間的聚焦、流動與增值。

（三）開展規(guī)?；瘧迷圏c，探索具備落地潛力的解決方案

突破業(yè)界慣有“展廳級、孤島式、小眾性、雷同化”的虛擬現(xiàn)實應用示范發(fā)展瓶頸，堅持走群眾路線，在小區(qū)、工廠、場館、商圈、景區(qū)、醫(yī)院、學校、軍營等示范效應顯著、方案相對成熟的細分領域，落地一批可復制、易推廣、有產(chǎn)出、上規(guī)模的應用示范，緊抓5G時代機遇窗口期，推動普惠VR，實現(xiàn)“產(chǎn)業(yè)級、網(wǎng)聯(lián)式、規(guī)模性、差異化”的應用普及之路，推開虛擬現(xiàn)實“虛掩的門”。

來源：中國信通院